JP2590091B2 - 高融点金属シリサイドターゲットとその製造方法 - Google Patents
高融点金属シリサイドターゲットとその製造方法Info
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- JP2590091B2 JP2590091B2 JP62070289A JP7028987A JP2590091B2 JP 2590091 B2 JP2590091 B2 JP 2590091B2 JP 62070289 A JP62070289 A JP 62070289A JP 7028987 A JP7028987 A JP 7028987A JP 2590091 B2 JP2590091 B2 JP 2590091B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は高融点金属（Ｍ）とケイ素（Si）とのシリサ
イド合金（MSin:n≧２）から成るスパッタターゲットと
その製造方法に関し、更に詳しくは、高純度、とりわけ
酸素不純物が極めて少なくまたアルカリ金属も少ないMS
inターゲットとその製造方法に関する。
イド合金（MSin:n≧２）から成るスパッタターゲットと
その製造方法に関し、更に詳しくは、高純度、とりわけ
酸素不純物が極めて少なくまたアルカリ金属も少ないMS
inターゲットとその製造方法に関する。
（従来の技術） 各種の半導体素子の表面には、その使用目的に応じ
て、導電性金属材料を用いて複雑模様の配線網が形成さ
れている。この配線網を形成するためには、通常、ま
ず、半導体素子の表面に例えばスパッタ法を適用してａ
−Si,Alなどの導電性金属の薄膜を形成し、その後この
薄膜に所定のエッチング処理を施して所望する配線回路
以外の部分を除去して配線網を残置せしめるのである。
て、導電性金属材料を用いて複雑模様の配線網が形成さ
れている。この配線網を形成するためには、通常、ま
ず、半導体素子の表面に例えばスパッタ法を適用してａ
−Si,Alなどの導電性金属の薄膜を形成し、その後この
薄膜に所定のエッチング処理を施して所望する配線回路
以外の部分を除去して配線網を残置せしめるのである。
ところで、最近は、素子の軽薄短小化が進められてい
るが、その一環として配線網を濃密に形成する、つまり
回路幅を狭小にしたり回路の厚みを薄くしたりする努力
がなされている。
るが、その一環として配線網を濃密に形成する、つまり
回路幅を狭小にしたり回路の厚みを薄くしたりする努力
がなされている。
このように半導体素子における集積度が向上していく
と、用いた配線材料の配線抵抗による信号の遅延問題が
生起したり、または、その材料が低融点材料であった場
合には素子の作動時に配線網における抵抗発熱によって
結晶欠陥の移動が拡散により配線の破断現象が起こると
いう問題が生じはじめる。
と、用いた配線材料の配線抵抗による信号の遅延問題が
生起したり、または、その材料が低融点材料であった場
合には素子の作動時に配線網における抵抗発熱によって
結晶欠陥の移動が拡散により配線の破断現象が起こると
いう問題が生じはじめる。
このようなことから、配線材料としては、高融点であ
ると同時に低抵抗であり、またLSI,VLSI,ULSIのプロセ
スを大幅に変更することが不要である材料が強く要望さ
れているが、そのような材料としては、Mo,W,Ti,Ta,Zr
などの高融点金属（Ｍ）と並んでこれらＭのシリサイド
が注目を集めている。
ると同時に低抵抗であり、またLSI,VLSI,ULSIのプロセ
スを大幅に変更することが不要である材料が強く要望さ
れているが、そのような材料としては、Mo,W,Ti,Ta,Zr
などの高融点金属（Ｍ）と並んでこれらＭのシリサイド
が注目を集めている。
とくに、シリサイドの場合は、M:Siがモル比で1:2〜
３（すなわち、MSinで表わした場合、ｎ＝２〜３）の組
成のとき、半導体素子表面の薄膜は優れた低抵抗値とプ
ロセス整合性を示すことが知られている。
３（すなわち、MSinで表わした場合、ｎ＝２〜３）の組
成のとき、半導体素子表面の薄膜は優れた低抵抗値とプ
ロセス整合性を示すことが知られている。
一方、半導体素子の表面に配線網を形成する前段の工
程である導電性金属薄膜の形成工程には、スパッタ法が
主に適用されている。
程である導電性金属薄膜の形成工程には、スパッタ法が
主に適用されている。
この方法は、半導体素子の表面に形成すべき薄膜の構
成材料から成るターゲットに所定のイオン種を入射して
ターゲット構成材料を叩き出しこれを半導体素子表面に
被着せしめる方法である。
成材料から成るターゲットに所定のイオン種を入射して
ターゲット構成材料を叩き出しこれを半導体素子表面に
被着せしめる方法である。
このスパッタ法の適用に際しては、上記したような金
属材料でスパッタ用のターゲットを製造することが必要
である。
属材料でスパッタ用のターゲットを製造することが必要
である。
すなわち、例えば上記したMSi2〜3の配線網を形成す
るときには、そのターゲットとしてMSi2〜3の材料を用
いるのである。
るときには、そのターゲットとしてMSi2〜3の材料を用
いるのである。
この場合、MSi2〜3材は高純度であることが必要であ
る。
る。
例えば、MSi2〜3材に不純物として酸素が含有されて
いる場合には、形成された薄膜の電気抵抗が大きくな
り、またもろさも増加し、配線網の破断等の事故が多発
しはじめ、Fe,Ni,Crのような重金属はVLSIなどと形成さ
れた薄膜との界面接合部におけるリーク現象の原因を構
成し、Na,Kのようなアルカリ金属はVLSI等の上を容易に
遊動して素子特性を劣化させるからである。また、U,Th
はそれらの放射するα線により素子の誤動作をまねき、
結局は素子の動作信頼性が著しく低下するのである。
いる場合には、形成された薄膜の電気抵抗が大きくな
り、またもろさも増加し、配線網の破断等の事故が多発
しはじめ、Fe,Ni,Crのような重金属はVLSIなどと形成さ
れた薄膜との界面接合部におけるリーク現象の原因を構
成し、Na,Kのようなアルカリ金属はVLSI等の上を容易に
遊動して素子特性を劣化させるからである。また、U,Th
はそれらの放射するα線により素子の誤動作をまねき、
結局は素子の動作信頼性が著しく低下するのである。
ところで、MSi2〜3のターゲットには、現在次のよう
な態様がある。すなわち、第１は、Ti,Ta,W,Moなどの高
純度粉末と高純度Si粉末とを所定量比（モル比1:2〜
３）で混合し、この混合粉を常法により焼結し、得られ
た焼結体を使用する場合である。第２は、高融点金属
（Ｍ）と高純度Siとのそれぞれ又はそれぞれの金属塊を
別々にモザイク状に配置してターゲットにするという態
様である。
な態様がある。すなわち、第１は、Ti,Ta,W,Moなどの高
純度粉末と高純度Si粉末とを所定量比（モル比1:2〜
３）で混合し、この混合粉を常法により焼結し、得られ
た焼結体を使用する場合である。第２は、高融点金属
（Ｍ）と高純度Siとのそれぞれ又はそれぞれの金属塊を
別々にモザイク状に配置してターゲットにするという態
様である。
しかしながら前者のターゲットの場合、いわゆる粉末
冶金法で製造されているため、各粉末の比表面積が大き
くなることによって例えば製造中に酸素を約200ppm以上
吸着して純度低下を招き易い。その結果、半導体素子の
表面にスパッタ法で形成された薄膜の抵抗値が高くなり
易くまたもろくなり易い。
冶金法で製造されているため、各粉末の比表面積が大き
くなることによって例えば製造中に酸素を約200ppm以上
吸着して純度低下を招き易い。その結果、半導体素子の
表面にスパッタ法で形成された薄膜の抵抗値が高くなり
易くまたもろくなり易い。
また、後者の場合は、モザイク片の加工を必要とする
ため全体のコストが上昇し、しかも形成される薄膜の抵
抗値も若干高いという問題がある。
ため全体のコストが上昇し、しかも形成される薄膜の抵
抗値も若干高いという問題がある。
このようなことから、ＭとSiとを溶融法で合金化する
ことも試みられているが、しかし、この方法で製造され
たMSi2〜3はルツボとの反応がはげしく汚染も生じかつ
一般に脆弱であり、溶融状態から凝固する過程で随所に
クラックが発生して、スパッタ装置に配設することは事
実上不可能である。
ことも試みられているが、しかし、この方法で製造され
たMSi2〜3はルツボとの反応がはげしく汚染も生じかつ
一般に脆弱であり、溶融状態から凝固する過程で随所に
クラックが発生して、スパッタ装置に配設することは事
実上不可能である。
このようなことから、出願人は上記溶融法の問題点を
解決したMSinターゲットとその製造方法を開発し、それ
を特願昭61−221912号として既に特許出願した。
解決したMSinターゲットとその製造方法を開発し、それ
を特願昭61−221912号として既に特許出願した。
出願人がここで開示した方法は、例えばエレクトロン
ビーム（EB）溶解法を適用してSiリッチのMSin合金を調
製し、ついでこの合金インゴットを粉砕したのち、得ら
れた粉末中の化学量論的に過剰な遊離Si,または合金調
製時に副生するMSi2とSiとの共晶成分を例えばフッ硝酸
で溶出除去してその組成がMSi2である粉末にし、その
後、このMSi2粉末に所定量のSi粉末を更に添加して混合
粉とし、この混合粉をＭから成る有底容器に充填し所定
条件で溶融・凝固せしめるという方法である。
ビーム（EB）溶解法を適用してSiリッチのMSin合金を調
製し、ついでこの合金インゴットを粉砕したのち、得ら
れた粉末中の化学量論的に過剰な遊離Si,または合金調
製時に副生するMSi2とSiとの共晶成分を例えばフッ硝酸
で溶出除去してその組成がMSi2である粉末にし、その
後、このMSi2粉末に所定量のSi粉末を更に添加して混合
粉とし、この混合粉をＭから成る有底容器に充填し所定
条件で溶融・凝固せしめるという方法である。
（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、その後の研究において上記方法には以
下のような更に改善すべき問題点の存在することが見出
された。
下のような更に改善すべき問題点の存在することが見出
された。
第１の改善すべき問題点は、MSin粉末から例えばフッ
硝酸を用いて過剰の遊離Siや共晶成分を溶出除去する際
に、遊離Siや共晶成分のみならず、MSi2も侵蝕されてＭ
が多量に溶出されてくるという点である。これは、MSi2
粉末の得率を低下せしめ工業的には極めて不都合な事態
である。
硝酸を用いて過剰の遊離Siや共晶成分を溶出除去する際
に、遊離Siや共晶成分のみならず、MSi2も侵蝕されてＭ
が多量に溶出されてくるという点である。これは、MSi2
粉末の得率を低下せしめ工業的には極めて不都合な事態
である。
第２の改善すべき問題点は、遊離Siが溶出除去された
MSi2粉末にSi粉末を添加して再度ＭとSiのモル比を再調
整する過程で、Si粉末の表面活性は比較的大きいので、
得られた再調整粉末には膜特性に悪影響を与える酸素が
取り込まれるという点である。すなわち、得られたター
ゲットでは酸素不純分が多くなるのである。
MSi2粉末にSi粉末を添加して再度ＭとSiのモル比を再調
整する過程で、Si粉末の表面活性は比較的大きいので、
得られた再調整粉末には膜特性に悪影響を与える酸素が
取り込まれるという点である。すなわち、得られたター
ゲットでは酸素不純分が多くなるのである。
両粉末の混合直前においてSiブロックを粉砕してSi粉
末とし、これを用いればたしかに取り込まれる酸素量は
減少することは事実であるが、しかしこのような対処の
方法では到底工業的とはいいがたく、実際の生産ライン
に採用することはできない。
末とし、これを用いればたしかに取り込まれる酸素量は
減少することは事実であるが、しかしこのような対処の
方法では到底工業的とはいいがたく、実際の生産ライン
に採用することはできない。
第３の改善すべき問題点（溶解・凝固に関する点）
は、モル比を再調製したシリサイド粉末を溶解・凝固せ
しめてターゲットブロックを製造した場合、この凝固過
程で表面部及び中心部における冷却状態が相違すること
によって偏析が起り再び共晶成分が生成するという点で
ある。このようなターゲットを用いてスパッタを行なう
と、この共晶成分がチヤンバ内に飛散し、かつ成膜され
つつある高融点金属シリサイドの薄膜に付着してその特
性が低下する。
は、モル比を再調製したシリサイド粉末を溶解・凝固せ
しめてターゲットブロックを製造した場合、この凝固過
程で表面部及び中心部における冷却状態が相違すること
によって偏析が起り再び共晶成分が生成するという点で
ある。このようなターゲットを用いてスパッタを行なう
と、この共晶成分がチヤンバ内に飛散し、かつ成膜され
つつある高融点金属シリサイドの薄膜に付着してその特
性が低下する。
第４の改善すべき問題点は、通常のアルカリ溶液によ
るSiの溶出処理ではターゲットがアルカリ金属によって
汚染され、実用に供することができないという点であ
る。
るSiの溶出処理ではターゲットがアルカリ金属によって
汚染され、実用に供することができないという点であ
る。
本発明は上記したような改善点を解決し、酸素不純分
が極めて少なくしかも共晶成分も含まない高融点金属シ
リサイドターゲットとそれを工業的に製造する方法の提
供を目的とする。
が極めて少なくしかも共晶成分も含まない高融点金属シ
リサイドターゲットとそれを工業的に製造する方法の提
供を目的とする。
［発明の構成］ （問題点を解決するための手段・作用） 本発明者らは上記改善点に関して以下のように対処し
て本発明を開発するに到った。すなわち、第１の改善に
対しては、MSin粉末から遊離Siのみを選択的に溶出する
処理液を探索し、その結果、後述する有機アルカリ溶液
が優れた効果を発揮するとの事実を見出した。また、第
２の改善点に関しては、基本的にはSi粉末を添加しなく
ても予め所定モル比に調整されているMSinを用いればよ
いことを第１の改善の解決策と結合させることにより解
消した。すなわち、出発点においてSiのモル比が化学量
論量よりも大であるMSin（ｎ≧２）合金を予め調製して
おき、その粉末を下記有機アルカリ溶液で所定の時間処
理して遊離Siを溶出せしめ、残留する遊離Si量が再調整
時に目的とするモル比ｎ′と同一になった時点でこの溶
出処理を停止することにより処理粉末の組成制御を行な
うという方法である。かくして酸素の取り込み現象は生
起しない。
て本発明を開発するに到った。すなわち、第１の改善に
対しては、MSin粉末から遊離Siのみを選択的に溶出する
処理液を探索し、その結果、後述する有機アルカリ溶液
が優れた効果を発揮するとの事実を見出した。また、第
２の改善点に関しては、基本的にはSi粉末を添加しなく
ても予め所定モル比に調整されているMSinを用いればよ
いことを第１の改善の解決策と結合させることにより解
消した。すなわち、出発点においてSiのモル比が化学量
論量よりも大であるMSin（ｎ≧２）合金を予め調製して
おき、その粉末を下記有機アルカリ溶液で所定の時間処
理して遊離Siを溶出せしめ、残留する遊離Si量が再調整
時に目的とするモル比ｎ′と同一になった時点でこの溶
出処理を停止することにより処理粉末の組成制御を行な
うという方法である。かくして酸素の取り込み現象は生
起しない。
そして第３の改善点に関しては、上記の処理粉末に溶
融法ではなく焼結法を適用して液相焼結し、もってMSi2
とSiとの共晶成分を生成せしめないという解決策であ
る。
融法ではなく焼結法を適用して液相焼結し、もってMSi2
とSiとの共晶成分を生成せしめないという解決策であ
る。
また、第４の改善点に関しては、後述する有機アルカ
リ溶液を使用することによって解消し得た。
リ溶液を使用することによって解消し得た。
したがって、本発明の高融点金属シリサイドターゲッ
トは、酸素含有量が200ppm以下、好ましくは150ppm以
下、更に好ましくは100ppm以下であり、またアルカリ金
属が1ppm以下、好ましくは50ppb以下であり、共晶成分
を含まないことを特徴とし、その製造方法は、 （Ａ）高融点金属と、該高融点金属に対しモル比でMSin
（ただし、Ｍは高融点金属を表わし、ｎはケイ素のモル
数を表わす）となるようにケイ素と混合する工程； （Ｂ）得られた混合物を、真空下において溶融・凝固ま
たは反応焼結せしめて合金化する工程； （Ｃ）得られた合金を粉砕して粉末とし、該粉末を有機
アルカリ溶液で処理して所定モル比MSin′（ただし、Ｍ
は高融点金属を表わし、ｎはケイ素のモル数を表わし、
ｎ＞ｎ′≧２である）のシリサイド粉末とする工程； （Ｄ）得られたシリサイド粉末に除染処理を施したの
ち、成形・焼結する工程； とを具備することを特徴とする。
トは、酸素含有量が200ppm以下、好ましくは150ppm以
下、更に好ましくは100ppm以下であり、またアルカリ金
属が1ppm以下、好ましくは50ppb以下であり、共晶成分
を含まないことを特徴とし、その製造方法は、 （Ａ）高融点金属と、該高融点金属に対しモル比でMSin
（ただし、Ｍは高融点金属を表わし、ｎはケイ素のモル
数を表わす）となるようにケイ素と混合する工程； （Ｂ）得られた混合物を、真空下において溶融・凝固ま
たは反応焼結せしめて合金化する工程； （Ｃ）得られた合金を粉砕して粉末とし、該粉末を有機
アルカリ溶液で処理して所定モル比MSin′（ただし、Ｍ
は高融点金属を表わし、ｎはケイ素のモル数を表わし、
ｎ＞ｎ′≧２である）のシリサイド粉末とする工程； （Ｄ）得られたシリサイド粉末に除染処理を施したの
ち、成形・焼結する工程； とを具備することを特徴とする。
まず、Ａの工程は、ＭとSiとからMSi2を骨格成分とす
るシリサイドを得るために、組成がMSin（ｎ≧２）で過
剰な遊離Siを含む合金となるような混合比率で両者を混
合する工程である。
るシリサイドを得るために、組成がMSin（ｎ≧２）で過
剰な遊離Siを含む合金となるような混合比率で両者を混
合する工程である。
ここでＭとしては、Ti,Zr,Ta,Mo,Wのいずれか１種で
あることが好ましい。
あることが好ましい。
このＡの工程において、M,Siはいずれも高純度の例え
ば顆粒原料が用いられる。例えば、ＭのうちTiの場合、
常用のクロール法の外、好ましくは溶融塩電解法やアイ
オダイド法で精製したTiが用いられる。いずれにしても
Ｍは前記したような不純分すなわち酸素,Fe,Ni,Crのよ
うな重合属,Na,Kのようなアルカリ金属,U,Thなどは可及
的に少ないことが好ましい。
ば顆粒原料が用いられる。例えば、ＭのうちTiの場合、
常用のクロール法の外、好ましくは溶融塩電解法やアイ
オダイド法で精製したTiが用いられる。いずれにしても
Ｍは前記したような不純分すなわち酸素,Fe,Ni,Crのよ
うな重合属,Na,Kのようなアルカリ金属,U,Thなどは可及
的に少ないことが好ましい。
ＭとSiはそれぞれ顆粒の形態で混合されてもよいし、
小塊状で混合されてもよい。
小塊状で混合されてもよい。
しかしいずれの場合にあっても、ＭとSiとの混合比率
は、目的物がMSin（ｎ≧２）の組成であることからし
て、モル比でM:Si＝1:2以下とする。
は、目的物がMSin（ｎ≧２）の組成であることからし
て、モル比でM:Si＝1:2以下とする。
Ｂの工程は、Ａ工程で調合した混合物を例えば溶解せ
しめて合金化する工程である。
しめて合金化する工程である。
溶解は真空中で行なわれ、そのときの真空度は５×10
-5Torr以下であることが好ましい。温度は格別限定され
るものではなく、上記混合物が完全に溶解して合金化し
得る温度であればよい。
-5Torr以下であることが好ましい。温度は格別限定され
るものではなく、上記混合物が完全に溶解して合金化し
得る温度であればよい。
このＢ工程は、通常、EB溶解炉を用いて行なうことが
好ましい。
好ましい。
Ｃの工程は、Ｂ工程で得られその組成がMSin（ｎ≧
２）になっているシリサイド合金のインゴットを所定粒
度に粉砕したのち、得られた粉末から所定量の遊離Siを
溶出除去する、すなわち所定モル数の遊離Siを残置せし
める工程である。
２）になっているシリサイド合金のインゴットを所定粒
度に粉砕したのち、得られた粉末から所定量の遊離Siを
溶出除去する、すなわち所定モル数の遊離Siを残置せし
める工程である。
粉砕の際には、合金の汚染を防止するために、例えば
選定したＭと同じ材料の工具を使用するか又は低炭素鋼
工具で粉砕する。しかし、Ｍと同じ工具は高価であるた
め、工業的には通常、低炭素鋼の工具を用いる。このと
き、得られたMSin粉末はFeによって汚染されるが、しか
し、後述の処理によって容易に除染することができる。
選定したＭと同じ材料の工具を使用するか又は低炭素鋼
工具で粉砕する。しかし、Ｍと同じ工具は高価であるた
め、工業的には通常、低炭素鋼の工具を用いる。このと
き、得られたMSin粉末はFeによって汚染されるが、しか
し、後述の処理によって容易に除染することができる。
溶出処理に用いる有機アルカリ溶液としては、水酸化
第四アンモニウム化合物であり、下記の一般式で表わさ
れるものである。
第四アンモニウム化合物であり、下記の一般式で表わさ
れるものである。
（但し、上記においてR1、R2、R3、R4はアルキル基、ア
ラルキル基、ビトロキシアルキル基を表し、特にR1、
R2、R3の炭素数は１〜４、R4の炭素数は１〜12であ
る）。例えば、市販品としては、 トリメチルエタノールアンモニウムハイドロオキサイ
ド，テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド，テ
トラエチルアンモニウムハイドロオキサイド，テトラプ
ロピルアンモニウムハイドロオキサイド，テトラブチル
アンモニウムハイドロオキサイド，ジメチルジエタノー
ルアンモニウムハイドロオキサイド（いずれも多摩化学
（株）製）をあげることができる。
ラルキル基、ビトロキシアルキル基を表し、特にR1、
R2、R3の炭素数は１〜４、R4の炭素数は１〜12であ
る）。例えば、市販品としては、 トリメチルエタノールアンモニウムハイドロオキサイ
ド，テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド，テ
トラエチルアンモニウムハイドロオキサイド，テトラプ
ロピルアンモニウムハイドロオキサイド，テトラブチル
アンモニウムハイドロオキサイド，ジメチルジエタノー
ルアンモニウムハイドロオキサイド（いずれも多摩化学
（株）製）をあげることができる。
有機アルカリ溶液の濃度があまりに希薄である場合
は、遊離Siの選択的溶出は円滑に進行せず、逆に濃度が
高すぎる場合はSiが急激に溶解し、Siの溶解量を調整す
ることが困難になるような問題が生じはじめるので、溶
液濃度は５〜50％の範囲内に設定されることが好まし
い。
は、遊離Siの選択的溶出は円滑に進行せず、逆に濃度が
高すぎる場合はSiが急激に溶解し、Siの溶解量を調整す
ることが困難になるような問題が生じはじめるので、溶
液濃度は５〜50％の範囲内に設定されることが好まし
い。
処理操作は、所定粒径のMSin粉末を上記有機アルカリ
溶液に投入し、室温下において攪拌すればよい。粉末の
投入量は格別限定されるものではない。例えば１の溶
液に粉末５〜500g程度である。
溶液に投入し、室温下において攪拌すればよい。粉末の
投入量は格別限定されるものではない。例えば１の溶
液に粉末５〜500g程度である。
この処理によって、MSin中に存在していた遊離Siは時
間とともに処理液中に溶出していく。すなわち、MSin中
の遊離Siの存在量は時間とともに減少していく。したが
って、ある時間経過後に得られたシリサイド粉末の組成
をMSin″と標記すると、n,n″間ではｎ＞ｎ″≧２の関
係が成立する。
間とともに処理液中に溶出していく。すなわち、MSin中
の遊離Siの存在量は時間とともに減少していく。したが
って、ある時間経過後に得られたシリサイド粉末の組成
をMSin″と標記すると、n,n″間ではｎ＞ｎ″≧２の関
係が成立する。
それゆえ、従来の方法におけるモル比再調整の工程で
目的とする組成が仮にMSin′であるとすれば、上記ｎ″
がｎ′になるような時点で溶出処理を停止すれば、処理
後の粉末の組成を目的組成に近似せしめた状態に調節す
ることができる。
目的とする組成が仮にMSin′であるとすれば、上記ｎ″
がｎ′になるような時点で溶出処理を停止すれば、処理
後の粉末の組成を目的組成に近似せしめた状態に調節す
ることができる。
なお、この処理液は、遊離SiのみならずMSi2とSiとの
共晶成分も選択的に溶出し得るので、Ｂ工程の溶融・凝
固時に生成した共晶成分もこのＣ工程で除去されて、得
られた処理粉末は目的組成のみを有することになる。
共晶成分も選択的に溶出し得るので、Ｂ工程の溶融・凝
固時に生成した共晶成分もこのＣ工程で除去されて、得
られた処理粉末は目的組成のみを有することになる。
Ｄの工程は、Ｃ工程で得られた処理粉末のFe成分を除
染したのち、これを成形、焼結してターゲットを製造す
る工程である。
染したのち、これを成形、焼結してターゲットを製造す
る工程である。
除染は、通常酸洗によって行ない、用いる酸液として
は王水が好適である。
は王水が好適である。
除染後、処理粉末を例えばラバープレスによって所定
形状に成形し、ついで、得られた成形体に真空ホットプ
レスを施して仮焼結し吸蔵ガスを除去する。例えば、真
空度10-5Torr以下、約1000℃，時間約30分が好適であ
る。その後の真空ホットプレスの条件としては、例えば
温度1380〜1400℃で真空ホットプレス処理またはHP処理
を施す。部分液相焼結反応が進行して、ターゲット素材
が製造される。最後にこの素材に研削加工を施せば、目
的とするターゲットが得られる。
形状に成形し、ついで、得られた成形体に真空ホットプ
レスを施して仮焼結し吸蔵ガスを除去する。例えば、真
空度10-5Torr以下、約1000℃，時間約30分が好適であ
る。その後の真空ホットプレスの条件としては、例えば
温度1380〜1400℃で真空ホットプレス処理またはHP処理
を施す。部分液相焼結反応が進行して、ターゲット素材
が製造される。最後にこの素材に研削加工を施せば、目
的とするターゲットが得られる。
（発明の実施例） 溶融塩電解法で製造した高純度Ti粉（酸素含有量20〜
150ppm,Fe 4ppm以下,Cr 8ppm以下,Ni 2ppm以下,Na0.1pp
m以下,K 0.1ppm以下）1.37kgと、多結晶Siブロック2.63
kgとを混合した。この混合割合はシリサイド組成：TiSi
3.3に相当する。この混合粉をEB溶解炉に装入して10-5T
orrの真空下で溶解し、直径150mm厚み50mmの合金インゴ
ットを調製した。
150ppm,Fe 4ppm以下,Cr 8ppm以下,Ni 2ppm以下,Na0.1pp
m以下,K 0.1ppm以下）1.37kgと、多結晶Siブロック2.63
kgとを混合した。この混合割合はシリサイド組成：TiSi
3.3に相当する。この混合粉をEB溶解炉に装入して10-5T
orrの真空下で溶解し、直径150mm厚み50mmの合金インゴ
ットを調製した。
得られたインゴットを低炭素鋼のジョークラッシャー
で粉砕して約150メッシュ（タイラー篩）通過の粉末と
した。
で粉砕して約150メッシュ（タイラー篩）通過の粉末と
した。
この粉末3.7kgをテトラメチルアンモニウムハイドロ
オキサイドの25％水溶液30lに投入し、約48時間攪拌し
た。得られた粉末の組成はTiSi2.6であった。このTiSi
2.6粉末を王水で洗浄して除染した。その結果、Fe量は1
30ppmから6ppmに減少した。
オキサイドの25％水溶液30lに投入し、約48時間攪拌し
た。得られた粉末の組成はTiSi2.6であった。このTiSi
2.6粉末を王水で洗浄して除染した。その結果、Fe量は1
30ppmから6ppmに減少した。
つぎに、この粉末をプレス成形し、得られた成形体に
1000℃,20分間真空ホットプレスを施して脱ガス処理を
したのち、1280℃で２時間，圧400ton/cm2のHIP処理を
施して焼結した。焼結体を250φ×15tに機械加工し、目
的とするターゲットが得られた。
1000℃,20分間真空ホットプレスを施して脱ガス処理を
したのち、1280℃で２時間，圧400ton/cm2のHIP処理を
施して焼結した。焼結体を250φ×15tに機械加工し、目
的とするターゲットが得られた。
このターゲット中の酸素含有量は180ppmであった。ま
た、このターゲットを実機に組込み、Siウェハー表面に
VSLI用の薄膜を形成し、その抵抗値を測定したところ、
本来の１Ω／口の低抵抗値が実測された。
た、このターゲットを実機に組込み、Siウェハー表面に
VSLI用の薄膜を形成し、その抵抗値を測定したところ、
本来の１Ω／口の低抵抗値が実測された。
比較のために、遊離Siの溶出除去をフッ硝酸で行なっ
て組成がTiSi2のみである粉末とし、つぎに合金組成がT
iSi2.5となるように目標を定めてSi粉末を混合したの
ち、この混合粉末にEB溶解法を適用してターゲットを製
造した。このターゲット中の酸素含有量は610ppmであっ
た。
て組成がTiSi2のみである粉末とし、つぎに合金組成がT
iSi2.5となるように目標を定めてSi粉末を混合したの
ち、この混合粉末にEB溶解法を適用してターゲットを製
造した。このターゲット中の酸素含有量は610ppmであっ
た。
これら２種類のターゲットの組成を示す電子顕微鏡写
真を第１図（倍率50倍），第２図（倍率400倍）に示し
た。第１図が本発明のターゲットに関するものであり、
第２図は比較例のものである。
真を第１図（倍率50倍），第２図（倍率400倍）に示し
た。第１図が本発明のターゲットに関するものであり、
第２図は比較例のものである。
図から明らかなように、第２図の従来例にみられるTi
Si2とSiとの共晶成分（図中の黒い部分に散在する筋状
の白い部分）が、第１図の本発明組織においては存在し
ない。これは、従来例が溶融法で製造されたターゲット
であり、本発明のターゲットがＣ工程の溶出処理でこの
共晶成分をも除去したのち、共晶成分を含まないMSi2.6
粉末を焼結して製造したターゲットであるからである。
Si2とSiとの共晶成分（図中の黒い部分に散在する筋状
の白い部分）が、第１図の本発明組織においては存在し
ない。これは、従来例が溶融法で製造されたターゲット
であり、本発明のターゲットがＣ工程の溶出処理でこの
共晶成分をも除去したのち、共晶成分を含まないMSi2.6
粉末を焼結して製造したターゲットであるからである。
［発明の効果］ 以上の説明で明らかなように、本発明の高融点シリサ
イドターゲットは遊離Siが選択的にかつ任意量溶出除去
されたシリサイド粉末それ自体を原料粉とするので、従
来に比べて酸素含有量が少なく、また共晶成分量も抑制
されているので、スパッタ時には特性の優れたシリサイ
ド薄膜を形成することができその工業的価値は大であ
る。
イドターゲットは遊離Siが選択的にかつ任意量溶出除去
されたシリサイド粉末それ自体を原料粉とするので、従
来に比べて酸素含有量が少なく、また共晶成分量も抑制
されているので、スパッタ時には特性の優れたシリサイ
ド薄膜を形成することができその工業的価値は大であ
る。
第１図は本発明方法で製造したターゲットの金属組織を
示す走査電子顕微鏡写真であり、第２図は従来ターゲッ
トの金属組織の走査電子顕微鏡写真である。
示す走査電子顕微鏡写真であり、第２図は従来ターゲッ
トの金属組織の走査電子顕微鏡写真である。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−58866（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−108132（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−179534（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−22081（ＪＰ，Ａ)
Claims (4)
- 【請求項１】酸素含有量が200ppm以下であり、共晶成分
を含まないことを特徴とする高融点金属シリサイドター
ゲット。 - 【請求項２】アルカリ金属の含有量が1ppm以下である、
特許請求の範囲第１項記載の高融点金属シリサイドター
ゲット。 - 【請求項３】高融点金属が、チタン、ジルコニウム、タ
ンタル、モリブデン、タングステンのいずれかである、
特許請求の範囲第１項又は第２項記載の高融点シリサイ
ドターゲット。 - 【請求項４】（Ａ）高融点金属と、該高融点金属に対し
モル比でMSin（ただし、Ｍは高融点金属を表わし、ｎは
ケイ素のモル数を表す）となるようにケイ素とを混合す
る工程； （Ｂ）得られた混合物を、真空下において溶融・凝固ま
たは反応燒結させて合金化する工程； （Ｃ）得られた合金を粉砕して粉末とし、該粉末を有機
アルカリ溶液で処理して所定モル比MSin′（ただし、Ｍ
は高融点金属を表わし、ｎ′はケイ素のモル数を表わ
し、ｎ＞ｎ′≧２である）のシリサイド粉末とする工
程； （Ｄ）得られたシリサイド粉末に除染処理を施したの
ち、成形、燒結する工程；とを具備することを特徴とす
る高融点シリサイドターゲットの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62070289A JP2590091B2 (ja) | 1987-03-26 | 1987-03-26 | 高融点金属シリサイドターゲットとその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62070289A JP2590091B2 (ja) | 1987-03-26 | 1987-03-26 | 高融点金属シリサイドターゲットとその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63238265A JPS63238265A (ja) | 1988-10-04 |
| JP2590091B2 true JP2590091B2 (ja) | 1997-03-12 |
Family
ID=13427173
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62070289A Expired - Lifetime JP2590091B2 (ja) | 1987-03-26 | 1987-03-26 | 高融点金属シリサイドターゲットとその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2590091B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2794382B2 (ja) * | 1993-05-07 | 1998-09-03 | 株式会社ジャパンエナジー | スパッタリング用シリサイドターゲット及びその製造方法 |
| JP3727115B2 (ja) * | 1996-08-16 | 2005-12-14 | 同和鉱業株式会社 | スパッタリングターゲットの製造方法 |
| JP4388263B2 (ja) * | 2002-09-11 | 2009-12-24 | 日鉱金属株式会社 | 珪化鉄スパッタリングターゲット及びその製造方法 |
| JP4526758B2 (ja) * | 2002-09-11 | 2010-08-18 | 日鉱金属株式会社 | 珪化鉄粉末及びその製造方法 |
| JP2013053351A (ja) * | 2011-09-05 | 2013-03-21 | Ulvac Japan Ltd | ホウ酸リチウム系スパッタリング用ターゲットの製造方法 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61179534A (ja) * | 1985-01-16 | 1986-08-12 | Mitsubishi Metal Corp | スパツタリング装置用複合タ−ゲツト |
| JPS61108132A (ja) * | 1984-11-01 | 1986-05-26 | Mitsubishi Metal Corp | 金属珪化物基複合材料の製造法 |
| JPS6158866A (ja) * | 1984-08-30 | 1986-03-26 | 三菱マテリアル株式会社 | 高融点金属珪化物基複合材料の製造法 |
| JPS61141673A (ja) * | 1984-12-13 | 1986-06-28 | 東京タングステン株式会社 | モリブデンシリサイド合金焼結体及びその製造方法 |
| JPS61141674A (ja) * | 1984-12-13 | 1986-06-28 | 東京タングステン株式会社 | タングステンシリサイド合金焼結体及びその製造方法 |
| JPS6270270A (ja) * | 1985-09-25 | 1987-03-31 | 日本鉱業株式会社 | 高融点金属シリサイド製ターゲットの製造方法 |
| JPS62230676A (ja) * | 1986-04-01 | 1987-10-09 | 日本鉱業株式会社 | 高融点金属シリサイド製タ−ゲツトの製造方法 |
| JPH0791636B2 (ja) * | 1987-03-09 | 1995-10-04 | 日立金属株式会社 | スパツタリングタ−ゲツトおよびその製造方法 |
-
1987
- 1987-03-26 JP JP62070289A patent/JP2590091B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63238265A (ja) | 1988-10-04 |
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| JPH0360914B2 (ja) |
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